Estequiometría Problemas Resueltos Asignatura: Química

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1 Estequiometría Problemas Resueltos Asignatura: Química
Curso: Acceso Mayores de 25 años Centro: Universidad de La Laguna Curso Académico: Estequiometría Problemas Resueltos Profesor: Bernardo Domínguez Hernández Departamento de Química Física Universidad de La Laguna correo: pág. web: webpages.ull.es/users/bdomingh

2 La masa atómica será la media ponderada:
A partir del siguiente cuadro de los isótopos del Mg, número atómico 12, cal-cúlese el peso atómico medio del magnesio así como el número de protones y neutrones de cada uno de los isótopos. Isótopo M(g/mol) Abundancia 24Mg 78.70% 25Mg 10.13% 26Mg 11.17% La masa atómica será la media ponderada: · · · = g/mol Sabiendo que el número atómico coincide con los protones y el número má-sico es la suma de protones más neutrones: Isótopo Protones Neutrones 24Mg 12 12 25Mg 12 13 26Mg 12 14 Química - Curso de Acceso Mayores de 25 años Problemas de Estequiometría Bernardo Domínguez Hernández

3 En estequiometría vamos a manejar gramos, moles y átomos o moléculas
En estequiometría vamos a manejar gramos, moles y átomos o moléculas. Si las unidades de la masa atómica o molecular son g/mol y las unidades del número de Avogadro son átomos/mol o moléculas/mol, resulta inmediato concluir que la relación entre gramos, moles y átomos o moléculas es: ×NA/M ÷M ×NA gramos moles moléc./át. ×M ÷NA ×M/NA Así: Determinar la masa de la siguiente mezcla: moles de Hg más g de Hg más 4.53·1022 átomos de Hg. [Hg: g/mol] 0.150 moles Hg = 0.150 moles × g/mol = = 30.1 g Hg 0.150 g Hg = = g Hg 4.53·1022 átomos × g/mol 6.022·1023 átomos/mol 4.53·1022 átomos Hg = = 15.1 g Hg = 45.3 g Hg Química - Curso de Acceso Mayores de 25 años Problemas de Estequiometría Bernardo Domínguez Hernández

4 moles gramos moléc./át. ×NA ÷M ÷NA ×M ×NA/M ×M/NA
¿Cuál de las siguientes sustancias tiene mayor masa: a) 100 g de Zn; b) 8 moles de Be; c) 8·1023 átomos de Pd? [Be: 9.0 g/mol; Pd: g/mol] 100 g Zn = = 100 g Zn 8 moles Be = 8 moles × 9.0 g/mol = = 72.0 g Be 8·1023 átomos × g/mol 6.022·1023 átomos/mol 8·1023 átomos Pd = = g Pd El Pd es el de mayor masa con g Química - Curso de Acceso Mayores de 25 años Problemas de Estequiometría Bernardo Domínguez Hernández

5 Cálculo de Pesos Moleculares
3 Ba = 3×137.3 =411.9 1 H = 1× 1 = 1 Ba3(PO4)2 2 P = 2×31 = 62 HNO3 1 N = 1×14 = 14 8 O = 8×16 = 128 3 O = 3×16 = 48 601.9 g/mol 63 g/mol 1 Be =1×9 = 9 2 H = 2×1 = 2 BeI2 H2O 2 I = 2×126.9 =253.8 1 O = 1×16 = 16 262.8 g/mol 18 g/mol 1 Cu = 1×63.5 = 63.5 1 S = 1×32 = 32 CuSO4·5H2O 4 O = 4×16 = 64 5 H2O = 5×18 = 90 249.5 g/mol Química - Curso de Acceso Mayores de 25 años Problemas de Estequiometría Bernardo Domínguez Hernández

6 1 Cu =1×63.5 = 63.5 CuCl2 2 Cl = 2×35.5 = 71.0 134.5 g/mol 134.5 g
Si disponemos de 27.0 g de CuCl2 y sabemos que los pesos atómicos del Cu y del Cl son, respectivamente 63.5 y 35.5 g/mol, calcular el peso molecular del compuesto, así como el número de moles y moléculas que tenemos. Peso Molecular 1 Cu =1×63.5 = 63.5 CuCl2 2 Cl = 2×35.5 = 71.0 134.5 g/mol 134.5 g 1 mol 6.022·1023 moléc. 27.0 g x mol y moléc. x = 27.0/134.5 = moles y = 27.0·6.022·1023/134.5 = 1.21·1023 moléc Si disponemos de g de Fe, cuyo peso atómico es 58.9 g/mol, calcular el número de moles y átomos que tenemos. 58.9 g 1 mol 6.022·1023 átomos g x mol y átomos x = /58.9 = 5.06·10-4 moles y = ·6.022·1023/58.9 = 3.05·1020 átomos Química - Curso de Acceso Mayores de 25 años Problemas de Estequiometría Bernardo Domínguez Hernández

7 Disponemos de 67.8 g de BaSO4 y sabemos que los pesos atómicos del Ba, S y O son, respectivamente, 137.3, 32.1 y 16.0 g/mol. a) Calcular el peso molecular del compuesto, así como el número de moles y moléculas que tenemos. b) ¿Cuántos gramos y moléculas son 2.65 moles? c) ¿Cuántos gramos y moles son 3.78·1024 moléculas? d) ¿Cuántos gramos y moles es una molécula? a) Peso Molecular 1 Ba =1×137.3 = 137.3 BaSO4 1 S = 1×32.1 = 4 O = 4×16.0 = 64.0 233.4 g/mol De la definición de Peso Molecular: 233.4 g 1 mol 6.022·1023 moléc. 67.8 g x mol y moléc. x = 67.8/233.4 = moles y = 67.8·6.022·1023/233.4 = 1.75·1023 moléc Química - Curso de Acceso Mayores de 25 años Problemas de Estequiometría Bernardo Domínguez Hernández

8 233.4 g 1 mol 6.022·1023 moléc. j g 2.65 mol k moléc.
Disponemos de 67.8 g de BaSO4 y … continuación b) 233.4 g 1 mol 6.022·1023 moléc. j g 2.65 mol k moléc. j = 2.65·233.4/1 = 618 g k = 2.65·6.022·1023/1 = 1.60·1024 moléc c) 233.4 g 1 mol 6.022·1023 moléc. m g n mol 3.78·1024 moléc. m = 3.78·1024·233.4/6.022·1023 = 1465 g n = 3.78·1024·1/6.022·1023 = 6.28 moles d) 233.4 g 1 mol 6.022·1023 moléc. p g q mol 1 moléc. p = 1·233.4/6.022·1023 = 3.88·10-22 g q = 1/6.022·1023 = 1.66·10-24 moles Química - Curso de Acceso Mayores de 25 años Problemas de Estequiometría Bernardo Domínguez Hernández

9 Estequiometría de un Compuesto: H2SO4
M(g/mol) 98 1 16 32 2 32 H2SO4 ≡ 2 H ≡ 4 O ≡ 1 S ≡ 1 H2 ≡ 2 O2 moles 1 2 4 1 1 2 moléc/át 1×NA 2×NA 4×NA 1×NA 1×NA 2×NA gramos 1×98 2×1 4×16 1×32 1×2 2×32 ¿Cuántos moles de H2 hay en 43.5 g de H2SO4? 98 g 1 mol 43.5 g moles ? 43.5×1/98 = moles ¿Cuántos átomos de O hay en 0.23 moles de H2SO4? 1 mol 4×NA át. 0.23 moles átomos ? 0.23×4×NA/1 = 0.23×4×6.022×1023 = 5.54×1023 átomos Química - Curso de Acceso Mayores de 25 años Problemas de Estequiometría Bernardo Domínguez Hernández

10 Estequiometría de un Compuesto: Ba3(PO4)2
M(g/mol) 601.9 137.3 31 16 32 Ba3(PO4)2 ≡ 3 Ba ≡ 2 P ≡ 8 O ≡ 4 O2 moles 1 3 2 8 4 moléc/át 1×NA 3×NA 2×NA 8×NA 4×NA gramos 1×601.9 3×137.3 2×31 8×16 4×32 ¿Cuántos moles de O2 hay en 82.2 g de Ba3(PO4)2? 601.9 g 4 moles 82.2 g moles ? 82.2×4/601.9 = moles ¿Cuántos átomos de O hay en 1.77 moles de Ba3(PO4)2? 1 mol 8×NA át. 1.77 moles átomos ? 1.77×8×NA/1 = 1.77×8×6.022×1023 = 8.53×1024 átomos Química - Curso de Acceso Mayores de 25 años Problemas de Estequiometría Bernardo Domínguez Hernández

11 Para el compuesto C6H5NO2 (nitrobenceno), calcular:
5/2 1/2 M(g/mol) 123 12 1 14 16 2 28 32 C6H5NO2 ≡ 6 C ≡ 5 H ≡ 1 N ≡ 2 O ≡ 2.5 H2 ≡ 0.5 N2 ≡ 1 O2 moles 1 6 5 1 2 2.5 0.5 1 moléc/át 1·NA 6·NA 5·NA 1·NA 2·NA 2.5·NA 0.5·NA 1·NA gramos 1·123 6·12 5·1 1·14 2·16 2.5·2 0.5·28 1·32 a) g de C en 5 moles de C6H5NO2 1 mol 72 g 5×72/1 = 360 g 5 moles g ? b) g de C por cada 10 g de N 72 g 14 g 10×72/14 = 51.4 g g ? 10 g c) moles de O en 150 g de C6H5NO2 123 g 2 moles 150×2/123 = 2.44 moles 150 g moles ? d) moles de O2 en 200 g de C6H5NO2 123 g 1 moles 200 g moles ? 200×1/123 = 1.63 moles Química - Curso de Acceso Mayores de 25 años Problemas de Estequiometría Bernardo Domínguez Hernández

12 Para el compuesto C6H5NO2 (nitro… Continuación
5/2 1/2 M(g/mol) 123 12 1 14 16 2 28 32 C6H5NO2 ≡ 6 C ≡ 5 H ≡ 1 N ≡ 2 O ≡ 2.5 H2 ≡ 0.5 N2 ≡ 1 O2 moles 1 6 5 1 2 2.5 0.5 1 moléc/át 1·NA 6·NA 5·NA 1·NA 2·NA 2.5·NA 0.5·NA 1·NA gramos 1·123 6·12 5·1 1·14 2·16 2.5·2 0.5·28 1·32 e) moléculas de H2 en 2 moles de C6H5NO2 1 mol 2.5·NA 2·2.5·NA/1 = 2 moles moléc ? 3.01·1024 moléc. f) átomos de C en 3 g de C6H5NO2 123 g 6·NA 3×6×6.022×1023/123 = 8.81·1022 átomos 3 g at. ? g) porcentaje de N 123 g 14 g 100×14/123 = 11.4% N 100 g g ? h) masa de un átomo de N y una molécula de O2 NA át. 14 g NA át. 32 g 14/NA=2.32·10-23 g 32/NA=5.31·10-23 g 1 át. g ? 1 át. g ? Química - Curso de Acceso Mayores de 25 años Problemas de Estequiometría Bernardo Domínguez Hernández

13 Fórmula empírica H S O porcentaje 2.04 32.6 65.3 g en 100 totales 2.04
Un compuesto se sabe que está formado por 2.04% de hidrógeno, 32.6% de azufre y el resto de oxígeno. Determinar la fórmula empírica del compuesto. Sabiendo que el peso molecular es 98 g/mol, determinar la fórmula molecu-lar. Los moles son el cociente entre los gramos y el peso atómico. M(g/mol) 1 32 16 H S O La suma tiene que ser 100 porcentaje 2.04 32.6 65.3 g en 100 totales 2.04 32.6 65.3 2.04 1 32.6 32 65.3 16 H2.04S1.02O4.08 moles 2.04 1.02 4.08 números enteros 2 1 4 H2S1O4 Dividimos por el menor (1.02). Fórmula empírica: (H2SO4)n La fórmula obtenida es empírica puesto que el porcentaje nos da sólo la proporción. Fórmula molecular: (2×1+1×32+4×16) ×n=98 → n = 1 En este caso fórmula empírica y molecular coinciden. H2SO4 Química - Curso de Acceso Mayores de 25 años Problemas de Estequiometría Bernardo Domínguez Hernández

14 Fórmula empírica: (CH2O)n
La glucosa contiene un 40% de C, 6.71% de H y 53.29% de O. ¿Cuál es su fór-mula empírica? Conocemos a través de diversos experimentos que el peso molecular de la glucosa es aproximadamente 175 g/mol. Hallar su fórmula molecular y su peso molecular exacto. Los moles son el cociente entre los gramos y el peso atómico. M(g/mol) 12 1 16 C H O porcentaje 40 6.71 53.29 g en 100 totales 40 6.71 53.29 40 12 6.71 1 53.29 16 C3.33H6.71O3.33 moles 3.33 6.71 3.33 números enteros 1 2 1 C1H2O1 Dividimos por el menor (3.33). Fórmula empírica: (CH2O)n La fórmula obtenida es empírica puesto que el porcentaje nos da sólo la proporción. Fórmula molecular: (1×12+2×1+1×16) ×n ≈ 175 → n ≈ 5.83 n = 6 Fórmula molecular: C6H12O6 Peso molecular exacto: 6×12+12×1+6×16 = 180 g/mol Química - Curso de Acceso Mayores de 25 años Problemas de Estequiometría Bernardo Domínguez Hernández

15 Fórmula empírica: (CuSO4·5H2O)n
Un compuesto se sabe que está formado por 25.4% de Cu, 12.8% de S, 25.7% de O y el resto de agua. Determinar la fórmula empírica del compuesto. Sa-biendo que el peso molecular es g/mol, determinar la fórmula molecu-lar. Los moles son el cociente entre los gramos y el peso atómico. M(g/mol) 63.5 32 16 18 Cu S O H2O porcentaje 25.4 12.8 25.7 36.1 La suma tiene que ser 100 g en 100 totales 25.4 12.8 25.7 36.1 Cu0.4S0.4O1.62H2O moles 0.4 0.4 1.6 2.0 números enteros 1 1 4 5 Cu1S1O4·5H2O Dividimos por el menor (0.4). Fórmula empírica: (CuSO4·5H2O)n La fórmula obtenida es empírica puesto que el porcentaje nos da sólo la proporción. Fórmula molecular: (1×63.5+1×32+4×16+5×18) ×n=249.5 → n = 1 En este caso fórmula empírica y molecular coinciden. CuSO4·5H2O Química - Curso de Acceso Mayores de 25 años Problemas de Estequiometría Bernardo Domínguez Hernández

16 Fórmula empírica: (CH3)n
Cuando 5 g de un hidrocarburo desconocido que contiene C e H solamente se queman, se producen g de CO2. ¿Cuál es la fórmula empírica del hidrocarburo? Si otros experimentos establecen un peso molecular aproxi-mado de 25 a 35 g/mol para el hidrocarburo, ¿cuál es el peso molecular ver-dadero y su fórmula molecular? Escribir la ecuación química correspon-diente a la combustión. 44 12 El C contenido en el CO2 es el C del hidrocarburo CO2 ≡ C 14.65 g x x = 14.65×12/44 = 3.99 g M(g/mol) 12 1 C H g en 5 totales 3.99 1.01 3.99 12 1.01 1 moles 0.33 1.01 C0.33H1.01 números enteros 1 3 CH3 Dividimos por el menor (0.33). Fórmula empírica: (CH3)n Peso molecular = ( )/2 = 30 ; 30 = (1×12+3×1)×n → n = 2 Peso molecular: 2·12+6·1= 30 g/mol Fórmula molecular: C2H6 C2H /2 O2 → 2 CO H2O Química - Curso de Acceso Mayores de 25 años Problemas de Estequiometría Bernardo Domínguez Hernández

17 Fórmula empírica: (CH2O)n
Un compuesto contiene un 40% de C, 6.71% de H y el resto de O. ¿Cuál es su fórmula empírica? Se sabe que el peso molecular del compuesto es 60 g/mol. Hallar su fórmula empírica y su fórmula molecular. Los moles son el cociente entre los gramos y el peso atómico. M(g/mol) 12 1 16 C H O porcentaje 40 6.71 53.29 g en 100 totales 40 6.71 53.29 40 12 6.71 1 53.29 16 C3.33H6.71O3.33 moles 3.33 6.71 3.33 números enteros 1 2 1 C1H2O1 Dividimos por el menor (3.33). Fórmula empírica: (CH2O)n Fórmula molecular: (1×12+2×1+1×16) × n = 60 n = 2 Fórmula molecular: C2H4O2 El compuesto podría ser: CH3 – COOH (ácido etanoico) Química - Curso de Acceso Mayores de 25 años Problemas de Estequiometría Bernardo Domínguez Hernández

18 Para el compuesto C2H4O2 calcular:
M(g/mol) 60 18 2 32 C2H4O2 ≡ 2 H2O ≡ 2 H2 ≡ 1 O2 moles 1 2 2 1 moléc/át 1·NA 2·NA 2·NA 1·NA gramos 1·60 2·18 2·2 1·32 a) Moles de agua en 60 g de compuesto 60 g 2 moles 60×2/60 = 2 moles 60 g moles ? b) Moléculas de H2 en 100 g de compuesto 60 g 2·NA 100×2×NA/60 = 2·1024 moléc. 100 g moléc? c) g de O2 en medio mol de compuesto 1 mol 1·32 g 0.5·1·32/1 = 16 g 0.5 moles g ? d) Porcentaje de O en el agua 18 16 18 g 16 g 100·16/18 = 88.8% de O H2O ≡ O 100 g % 100 – 88.8 = 11.1% de H Química - Curso de Acceso Mayores de 25 años Problemas de Estequiometría Bernardo Domínguez Hernández

19 Estequiometría de una reacción
Coeficientes es-tequiométricos. Estequiometría de una reacción M(g/mol) 17 2 28 2 NH3 3 H2 + 1 N2 moles 2 3 1 moléc/át. 2×NA 3×NA 1×NA gramos 2×17 3×2 1×28 V (P y T Ctes) 2 3 1 P (V y T Ctes) 2 3 1 ¿Cuántos moles de H2 se forman a partir de 85.7 g de NH3? 34 g 3 moles 85.7 g moles ? 85.7×3/34 = 7.56 moles ¿Cuántas moléculas de N2 se forman con 1.73 moles de NH3? 2 moles 1×NA moléc. 1.73 moles moléc. ? 1.73×1×NA/2 = 1.73×1×6.022×1023/2 = 5.21×1023 moléculas Química - Curso de Acceso Mayores de 25 años Problemas de Estequiometría Bernardo Domínguez Hernández

20 Ecuación química con reactivo limitante
M(g/mol) 28 2 17 1 N2 + 3 H2 2 NH3 moles 1 3 2 moléc./át. 1×NA 3×NA 2×NA gramos Proporciones es-tequiométricas 1×28 3×2 2×17 V (P y T Ctes) 1 3 2 P (V y T Ctes) 1 3 2 Por cada mol de nitrógeno necesito 3 moles de hidrógeno 1 mol de nitrógeno y 3 moles de hidrógeno forman 2 moles de amoniaco RL 1 mol 8 g RL 14 g 2 moles 3 mol 6 moles RL RL 24 g 10 g RL 3 moles 12 moles 1 mol 2 moles RL Química - Curso de Acceso Mayores de 25 años Problemas de Estequiometría Bernardo Domínguez Hernández

21 Reacción de combustión: Con O2 para dar CO2 y H2O
Se queman 97.0 g de C2H6 con 215 g de O2. a) ¿Cuál es el reactivo limitante? b) ¿Cuánto queda del que está en exceso? c) ¿Cuántos moles de CO2 se ob-tienen, si el rendimiento de la reacción es del 83%? d) Siendo éste el rendi-miento, ¿cuánto tendríamos que consumir de C2H6 para obtener 65.0 g de H2O? Reacción de combustión: Con O2 para dar CO2 y H2O M(g/mol) 30 32 44 18 1 C2H6 + 7/2 O2 2 CO2 + 3 H2O moles 1 7/2 2 3 moléc/át. 1×NA 7/2×NA 2×NA 3×NA gramos 1×30 7/2×32 2×44 3×18 a) ¿Cuál es el reactivo limitante? 30 7/2×32 97.0×7/2×32/30 = 362 g 97.0 215 Necesito 362 g y sólo tengo 215 g El reactivo limitante es el O2 b) ¿Cuánto queda del que está en exceso? 30 7/2×32 x = 215×30/(7/2×32) = 57.6 g x 215 Sobra = 39.4 g de C2H6 Química - Curso de Acceso Mayores de 25 años Problemas de Estequiometría Bernardo Domínguez Hernández

22 Se queman 97.0 g de C2H6 con 215 g de O2….. Continuación
M(g/mol) 30 32 44 18 1 C2H6 + 7/2 O2 2 CO2 + 3 H2O moles 1 7/2 2 3 moléc/át. 1×NA 7/2×NA 2×NA 3×NA gramos 1×30 7/2×32 2×44 3×18 c) ¿Cuántos moles de CO2 se obtienen si el rendimiento de la reacción es del 83%? 7/2×32 g 2 moles 215 g moles? moles = 215×2/(7/2×32) = 3.84 moles TEÓRICOS Como el rendimiento es del 83%: ×0.83 = 3.19 moles REALES d) Siendo éste el rendimiento, ¿cuánto tendríamos que consumir de C2H6 para obtener 65.0 g de H2O? Los 65.0 g Reales equivalen a 65.0/0.83 = 78.3 g Teóricos 1×30 g 3×18 g g ? 78.3 g g = 1×30×78.3/(3×18) = 43.5 g de C2H6 Química - Curso de Acceso Mayores de 25 años Problemas de Estequiometría Bernardo Domínguez Hernández

23 Reacción de combustión: Con O2 para dar CO2 y H2O
En la combustión de 44.0 g de gas propano con 224 g de O2, a) ¿queda exce-so de alguno de los reactivos? b) Si es así, ¿de cuál y cuántos gramos per-manecen sin reaccionar? c) En este exceso, ¿cuántos moles, moléculas y átomos hay de dicho reactivo? d) ¿Qué cantidad de agua se recogerá al tér-mino de dicha reacción? Reacción de combustión: Con O2 para dar CO2 y H2O M(g/mol) 44 32 44 18 1 C3H8 + 5 O2 3 CO2 + 4 H2O moles 1 5 3 4 moléc/át. 1×NA 5×NA 3×NA 4×NA gramos 1×44 5×32 3×44 4×18 a) ¿Cuál es el reactivo limitante? 44 5×32 44.0×5×32/44 = 160 g 44.0 224 Necesito 160 g y tengo 224 g El reactivo limitante es el C3H8 b) Si es así, ¿de cuál y cuántos gramos permanecen sin reaccionar? Es el O2 el que está en exceso: Sobran = 64 g de O2 Química - Curso de Acceso Mayores de 25 años Problemas de Estequiometría Bernardo Domínguez Hernández

24 Reacción de combustión: Con O2 para dar CO2 y H2O
En la combustión de 44.0 g de gas… Continuación Reacción de combustión: Con O2 para dar CO2 y H2O M(g/mol) 44 32 44 18 1 C3H8 + 5 O2 3 CO2 + 4 H2O moles 1 5 3 4 moléc/át. 1×NA 5×NA 3×NA 4×NA gramos 1×44 5×32 3×44 4×18 c) En este exceso, ¿cuántos moles, moléculas y átomos hay de dicho reaccio-nante? 5·32 5 5·NA 2·5·NA 64 g moles? moléc.? át.? 64·5/(5·32) = 2.00 moles 64·5·NA/(5·32) = 1.20·1024 moléculas 64·2·5·NA/(5·32) = 2.41·1024 átomos d) ¿Qué cantidad de agua se recogerá al término de la reacción? 44 4×18 44.0 g ? 44.0×4×18/44 = 72.0 g Química - Curso de Acceso Mayores de 25 años Problemas de Estequiometría Bernardo Domínguez Hernández

25 V1 CxHyNz + V2 O2 4 CO2 + 6 H2O + 2 N2 2 CxHyNz + 7 O2 4 CO2 + 6 H2O +
Un compuesto gaseoso que contiene sólo C, H y N se mezcla con el oxígeno necesario para su combustión completa a CO2, H2O y N2. La combustión de 9 volúmenes de la mezcla produce a 4 vol. de CO2, 6 vol. de H2O y 2 vol. de N2, todos a la misma presión y temperatura. a) ¿Cuántos volúmenes de O2 se ne-cesitan para la combustión? b) ¿Cuál es la fórmula molecular del compues-to? V1 CxHyNz + V2 O2 4 CO2 + 6 H2O + 2 N2 a) En igualdad de p y T, medir volúmenes es igual que contar moles moles V1 V2 4 6 2 2·V2 = 4·2 + 6 = 14 Ξ V2 = 7 vol. de O2 b) ¿Cuál es la fórmula molecular del compuesto? V1 + V2 = 9 Ξ V1 = = 2 Ξ V1 = 2 vol. de compuesto 2 CxHyNz + 7 O2 4 CO2 + 6 H2O + 2 N2 2·x = 4 Ξ x = 2 2·y = 12 Ξ y = 6 La fórmula molecular será: C2H6N2 2·z = 4 Ξ z = 2 Química - Curso de Acceso Mayores de 25 años Problemas de Estequiometría Bernardo Domínguez Hernández

26 3 CxHySz + V O2 3 CO2 + 3 SO2 + 6 H2O 3 CxHySz + 9 O2 3 CO2 + 3 SO2 +
Un compuesto gaseoso que contiene sólo C, H y S se quema con O2 bajo condiciones tales que los volúmenes individuales de los reactivos y de los productos pueden ser medidos en igualdad de p y T. Se encuentra que 3 vol. del compuesto reaccionan con O2 para dar 3 vol. de CO2, 3 vol. de SO2 y 6 vol. de vapor de H2O. a) ¿Qué volumen de O2 se requiere para la combustión? b) ¿Cuál es la fórmula del compuesto? c) ¿Es empírica o molecular? 3 CxHySz + V O2 3 CO2 + 3 SO2 + 6 H2O a) En igualdad de p y T, medir volúmenes es igual que contar moles moles 3 V 3 3 6 2·V = 3·2 + 3·2 + 6·1 = 18 Ξ V = 9 vol. de O2 b) ¿Cuál es la fórmula molecular del compuesto? 3 CxHySz + 9 O2 3 CO2 + 3 SO2 + 6 H2O 3·x = 3·1 Ξ x = 1 3·y = 6·2 Ξ y = 4 La fórmula será: CH4S 3·z = 3·1 Ξ z = 1 c) La fórmula es molecular Química - Curso de Acceso Mayores de 25 años Problemas de Estequiometría Bernardo Domínguez Hernández

27 Zn(s) + H2SO4(l) H2(g) + ZnSO4(l)
La siguiente ecuación química está ajustada: Zn(s) + H2SO4(l) → H2(g) + ZnSO4(l) Establecer el significado cualitativo de la ecuación. ¿Cuál es su significado en términos de los pesos atómicos relativos de los compuestos que intervie-nen? ¿Qué queremos decir con que la ecuación está ajustada? M(g/mol) 65.4 98 2 161.4 Zn(s) + H2SO4(l) H2(g) + ZnSO4(l) moles 1 1 1 1 moléc/át. 1×NA 1×NA 1×NA 1×NA gramos 1×65.4 1×98 1×2 1×161.4 El Zn reacciona con el sulfúrico para generar hidrógeno y sulfato de cinc 65.4 g de Zn reaccionan con 98 g de H2SO4 para generar 2 g de H2 y g de ZnSO4. Como los átomos que hay como reactivos son los mismos que los que hay como productos decimos que la ecuación está ajustada: los coeficientes estequiométricos son todos la unidad Química - Curso de Acceso Mayores de 25 años Problemas de Estequiometría Bernardo Domínguez Hernández

28 2 NaF(s) + Cl2(g) 2 NaCl(s) + F2(g)
Sabiendo que NaF(s) + Cl2(g) → NaCl(s) + F2(g) si partimos de 62.3 g de NaF y 93.2 g de Cl2, ¿hay algún reactivo en exceso? ¿Cuánto? Calcular el nº de átomos de flúor que se obtienen, así como el nº de moles y moléculas de NaCl. M(g/mol) 42 71 58.5 38 2 NaF(s) + Cl2(g) 2 NaCl(s) + F2(g) moles 2 1 2 1 moléc/át. 2×NA 1×NA 2×NA 1×NA gramos 2×42 1×71 2×58.5 1×38 ¿Hay algún reactivo en exceso? 2·42 1×71 62.3×1×71/(2×42) = 52.7 g 62.3 93.2 Necesito 52.7 g y tengo 93.2 g El reactivo limitante es el NaF; El Cl2 está en exceso ¿Cuánto? Es el Cl2 el que está en exceso: Sobran 93.2 – 52.7 = 40.5 g de Cl2 Química - Curso de Acceso Mayores de 25 años Problemas de Estequiometría Bernardo Domínguez Hernández

29 2 NaF(s) + Cl2(g) 2 NaCl(s) + F2(g)
Sabiendo que NaF(s) + Cl2(g) → … Continuación M(g/mol) 42 71 58.5 38 2 NaF(s) + Cl2(g) 2 NaCl(s) + F2(g) moles 2 1 2 1 moléc/át. 2×NA 1×NA 2×NA 1×NA gramos 2×42 1×71 2×58.5 1×38 Calcular el nº de átomos de flúor 2·42 1·NA 2·1·NA 62.3 g moléc.? át.? 62.3·2·1·NA/(2·42) = 8.93·1023 átomos Nº de moles y moléculas de NaCl 2·42 2 2·NA 62.3 moles? moléc.? 62.3×2/(2·42) = 1.48 moles 62.3×2 ×NA/(2·42) = 8.93·1023 moléculas Química - Curso de Acceso Mayores de 25 años Problemas de Estequiometría Bernardo Domínguez Hernández

30 CaCO3 + 2 HNO3 Ca(NO3)2 + H2O + CO2 Considérese la reacción:
Si g de CaCO3 reaccionan con g de HNO3, a) ¿Cuánto se formará de Ca(NO3)2? b) ¿Queda exceso de algún reactivo? Si es así, ¿de cuál y cuán-to? c) ¿Cuántos moles de Ca se han obtenido? d) ¿Cuántos g de oxígeno hay en el Ca(NO3)2 formado? ¿Qué porcentaje de N hay en el Ca(NO3)2 formado? M(g/mol) 100.1 63 164.1 18 44 CaCO3 + 2 HNO3 Ca(NO3)2 + H2O + CO2 moles 1 2 1 1 1 moléc/át. 1×NA 2×NA 1×NA 1×NA 1×NA gramos 1×100.1 2×63 1×164.1 1×18 1×44 Antes de poder hacer el apartado a) necesito resolver el b) b) ¿Queda exceso de algún reactivo? Si es así, ¿de cuál y cuánto? 1·100.1 2×63 0.250×2×63/(1×100.1) = g 0.250 1.673 Necesito g y tengo g El reactivo limitante es el CaCO3; El HNO3 está en exceso De HNO3 sobran: – = g de HNO3 Química - Curso de Acceso Mayores de 25 años Problemas de Estequiometría Bernardo Domínguez Hernández

31 CaCO3 + 2 HNO3 Ca(NO3)2 + H2O + CO2
Considérese la reacción: CaCO3 +… Continuación M(g/mol) 100.1 63 164.1 18 44 CaCO3 + 2 HNO3 Ca(NO3)2 + H2O + CO2 moles 1 2 1 1 1 moléc/át. 1×NA 2×NA 1×NA 1×NA 1×NA gramos 1×100.1 2×63 1×164.1 1×18 1×44 a) ¿Cuánto se formará de Ca(NO3)2? 1·100.1 1×164.1 0.250 g ? 0.250×1×164.1/(1×100.1) = g c) ¿Cuántos moles de Ca se han obtenido? Los mismos que tenía en el CaCO3 1·100.1 1 0.250×1/(1×100.1) = 2.50·10-3 moles 0.250 moles ? Química - Curso de Acceso Mayores de 25 años Problemas de Estequiometría Bernardo Domínguez Hernández

32 CaCO3 + 2 HNO3 Ca(NO3)2 + H2O + CO2 Ca(NO3)2 Ξ 6 O Ca(NO3)2 Ξ 2 N
Considérese la reacción: CaCO3 +… Continuación M(g/mol) 100.1 63 164.1 18 44 CaCO3 + 2 HNO3 Ca(NO3)2 + H2O + CO2 moles 1 2 1 1 1 moléc/át. 1×NA 2×NA 1×NA 1×NA 1×NA gramos 1×100.1 2×63 1×164.1 1×18 1×44 d) ¿Cuántos g de O hay en el Ca(NO3)2 formado? Ya vimos en el apartado a) que se habían formado g 164.1 16 Ca(NO3)2 Ξ 6 O 1·164.1 6×16 0.410×6×16/(1×164.1) = g 0.410 g ? e) ¿Qué porcentaje de N hay en el Ca(NO3)2 formado? 164.1 14 Ca(NO3)2 Ξ 2 N 1·164.1 2×14 100×2×14/(1×164.1) = 17.1% 100 g ? Química - Curso de Acceso Mayores de 25 años Problemas de Estequiometría Bernardo Domínguez Hernández

33 Zn(s) + H2SO4(l) H2(g) + ZnSO4(l)
La ecuación química Zn(s) + H2SO4(l) → H2(g) + ZnSO4(l) está ajustada. Si partimos de proporciones estequiométricas, determinar: a) Moles de ZnSO4 que se obtienen a partir de 98 g de H2SO4. b) Moléculas de H2 que se obtienen a partir de 1 mol de Zn. c) g de ZnSO4 que se obtienen de 6.022·1023 átomos de Zn. M(g/mol) 65.4 98 2 161.4 Zn(s) + H2SO4(l) H2(g) + ZnSO4(l) moles 1 1 1 1 moléc/át. 1×NA 1×NA 1×NA 1×NA gramos 1×65.4 1×98 1×2 1×161.4 a) 98 g 1 mol b) 1 mol 6.022·1023 moléc c) 6.022·1023 át. 161.4 g Química - Curso de Acceso Mayores de 25 años Problemas de Estequiometría Bernardo Domínguez Hernández